Идентификация человека
Можно ли идентифицировать человека по STR и SNP?
Подобно коротким тандемным повторам (STR), однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) в геноме человека обладают высокой идентифицирующей способностью: по оценкам, для однозначной идентификации каждого человека на Земле требуется от 30 до 80 независимых SNP (Lin, Z., et.al., 2004). Такие SNP можно легко определить с помощью различных методов секвенирования нуклеотидов, обычно применяемых в современных биомедицинских исследованиях.
Возможности SNP и микробиома
Какие возможности открывает исследование SNP в геноме человека?
Сегодня SNP становятся все более мощным инструментом для характеристики субъектов, включая прогнозирование физических признаков, риска заболеваний, демографических данных и семейного анамнеза. Более того, подобно тому как SNP человека могут использоваться для характеристики индивида, особенности его микробиома все чаще связываются с различными характеристиками субъекта, включая диету, состояние здоровья, возраст и географическое положение (Yatsunenko, T., et.al., 2012).
Вариативность микробиома
Отличается ли микробиом в разных органах человека?
Крупномасштабные исследования микробиома человека выявили значительную вариативность в структуре и функциях микробных сообществ, специфичных для отдельных участков тела, у здоровых людей (Qin, J., et.al., 2010). Однако, было показано, что особенности микробиома человека могут стабильно ассоциироваться с отдельными людьми в течение значительных периодов времени (Fierer, N., et.al., 2010). В то же время, микробиом человека можно рассматривать как резервуар генетической изменчивости, выходящий за пределы собственного генома индивида. генетической изменчивости, выходящий за пределы собственного генома индивида. Следовательно, степень идентификации микробиома человека имеет значение для судебной генетики и конфиденциальности генетической информации, выходящее за рамки описанного выше экологического значения.
Исследования стабильности микробиома
Насколько стабилен микробиом центральной нервной системы?
Исследования стабильности микробиома человека в зависимости от хозяина в основном были сосредоточены на кале, который, как мы показали, обладает исключительной стабильностью и не является репрезентативным для других участков человеческого тела: подавляющее большинство (86%) кодов на основе маркерных генов из кала однозначно соответствовали своим владельцам через 30–300 дней
Микробиом кишечника в космосе
Что общего в микробиомах больных с психоневрологическими расстройствами и микробиомом астронавтов?
Исследователи обнаружили интересные параллели между микробиомами, описанными у пациентов с психическими расстройствами, и изменениями, происходящими в кишечном микробиоме астронавтов, которые провели 6–12 месяцев на борту международной космической станции . В этом исследовании изучался микробный состав образцов кала, собранных в десять различных временных точек до, во время и после миссии (начиная за 240 дней до запуска и заканчивая 60 днями после приземления). В ходе исследования было выявлено 17 родов бактерий желудочно-кишечного тракта, численность которых значительно изменялась в пространстве, включая Megasphaera , Ruminococcus , Leptotrichia , Veillonella , Prevotella , Akkermansia , Coprococcus , группу Eubacterium ventriosum , Pseudobutyrivibrio , Fusicatenibacter , Streptococcus , Dorea , Ruminiclostridium , Faecalibacterium , Parasutterella , Lachnospira , группу Lachnospiraceae ND3007 и неклассифицированные виды. Интересно, что около 11 из 17 родов ранее были связаны с нейропсихологическим здоровьем человека в наземных исследованиях.
Совпадение микробиома с геномом с точки зренстабильности и персональной идентификации человека
Почему данные метагенома и генома расходятся в зависимости от частоты и веремени исследования?
Расхождение между метагеномными и геномными кодами обусловлено как минимум тремя факторами: ( i ) ограниченной, но нетривиальной изменчивостью микробиома во времени (относительно практически постоянного человеческого генома); ( ii ) текущими пределами обнаружения редких признаков (например, отдельных SNP или малочисленных микробов) в микробиоме; и ( iii ) несамостоятельность микробных признаков из-за экологической ковариации. Поскольку результаты исследований дают лишь нижнюю границу возможности идентификации на основе микробиологических факторов, возможно, что технологические достижения, такие как секвенирование отдельных клеток и выделение редких штаммов, приведут к повышению точности идентификации (Yang, J., et.al., 2025).
Литература
Fierer, N., Lauber, C. L., Zhou, N., McDonald, D., Costello, E. K., & Knight, R. (2010). Forensic identification using skin bacterial communities. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(14), 6477-6481.
Lin, Z., Owen, A. B., & Altman, R. B. (2004). Genomic research and human subject privacy. Science, 305(5681), 183-183.
Qin, J., Li, R., Raes, J., Arumugam, M., Burgdorf, K. S., Manichanh, C., ... & Wang, J. (2010). A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. nature, 464(7285), 59-65.
Yang, J., Kim, H. D., Barrila, J., Lee, S. H., Nickerson, C. A., Ott, C. M., ... & Yang, J. Y. (2025). Navigating mental health in space: gut–brain axis and microbiome dynamics. Experimental & Molecular Medicine, 1-12.
Yatsunenko, T., Rey, F. E., Manary, M. J., Trehan, I., Dominguez-Bello, M. G., Contreras, M., ... & Gordon, J. I. (2012). Human gut microbiome viewed across age and geography. nature, 486(7402), 222-227.
Voorhies, A. A. et al. Study of the impact of long-duration space missions at the International Space Station on the astronaut microbiome. Sci. Rep.9, 9911 (2019)
Добавить комментарий